湖南秋作馬鈴薯新品種比較試驗

田宇豪 尹燕 張幸媛 崔紅紅 丁紅映 楊佳怡 張微 甘斌 秦玉芝

摘要 為了篩選出適合湖南秋作高溫干旱天氣條件的馬鈴薯品種，以費烏瑞它為對照，對7個馬鈴薯品種在秋作持續(xù)高溫干旱條件下的農(nóng)藝性狀、產(chǎn)量、塊莖品質(zhì)和儲藏性能等進行了綜合比較分析。結(jié)果表明，參試品種對高溫干旱天氣的適應性差異主要由種薯耐高溫干旱的差異性決定。7個參試品種平均出苗率74.72%，高于對照55.72%，出苗率超過90.00%的品種有華薯13號、華薯5號和華薯2號。受持續(xù)高溫干旱天氣影響，2019年湖南秋作馬鈴薯病毒病發(fā)生嚴重，其中華薯5號和華薯2號早疫病、晚疫病抗性強，產(chǎn)量穩(wěn)定，華薯5號產(chǎn)量達32 786.85 kg/hm2;10CH24和華薯1號種薯高溫干旱耐受性較強，植株早疫病、晚疫病抗性強，產(chǎn)量穩(wěn)定;綜合評價機械耐受性強的品種有10CH24、費烏瑞它和華薯5號。其中10CH24薯形整齊，機械損傷后表皮完整、塊莖滲透率較低，儲藏期間呼吸強度變化小，貯藏品質(zhì)佳。

關(guān)鍵詞 馬鈴薯;秋作;品種比較;湖南

中圖分類號 S-532? 文獻標識碼 A? 文章編號 0517-6611（2021）12-0047-05

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.12.014

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

Comparison Test of Different Autumn Potato Varieties in Hunan

TIAN Yu hao， YIN Yan， ZHANG Xing yuan et al

（College of Horticulture and Landscape， Hunan Agricultural University， Changsha， Hunan 410128）

Abstract In order to select the potato varieties suitable for the high temperature and dry weather conditions of autumn crops in Hunan， using Fovorita as a control，? a comprehensive comparative analysis was carried out on the agronomic traits， yield， tuber quality and storage performance of 7 potato varieties under the continuous high temperature and drought conditions in autumn crops. The results showed that the difference in adaptability of the tested varieties to high temperature and dry weather was mainly determined by the difference of seed potato tolerant to high temperature and drought. The average emergence rate of the 7 tested varieties was 74.72%， which was higher than the control 55.72%， and the emergence rates of Huashu 13，Huashu 5 and Huashu 2 exceeded 90.00%.Affected by the continuous high temperature and drought weather， the potato virus disease in Hunans autumn crops in 2019 was serious. Huashu 5 and Huashu 2 were resistant to early blight and late blight， and the yield was stable.The yield of Huashu 5 was 32 786.85 kg/hm2;10CH24 and Huashu 1 seed tubers were highly resistant to high temperature and drought， plants were resistant to early blight and late blight， and the yield was stable;comprehensively evaluated varieties with strong mechanical tolerance were 10CH24， Fovorita and Huashu 5. Among them，10CH24 were neatly shaped， with complete epidermis and low tuber permeability after mechanical injury， small changes in respiratory intensity during storage and good storage quality.

Key words Potato;Autumn work;Variety comparison;Hunan

馬鈴薯原產(chǎn)于南美洲的秘魯、玻利維亞的安第斯山區(qū)及其西部沿海島嶼，具有適應性強、生長周期短、單位產(chǎn)量高和營養(yǎng)成分高等優(yōu)點，是繼小麥、水稻之后世界第三大糧食作物[1-3]。我國馬鈴薯種植面積和總產(chǎn)量均居世界第1位，是世界馬鈴薯生產(chǎn)第一大國，在馬鈴薯主糧化的種植目標指引下，南方馬鈴薯種植面積不斷增加[4]。湖南馬鈴薯以冬作為主，秋作面積不足，主要面臨的問題是馬鈴薯秋作時間為8—12月，遭遇高溫干旱的氣候，使還未出芽或剛出芽的種薯易出現(xiàn)爛薯現(xiàn)象，嚴重影響種薯的出苗率及生長勢，幼苗期高溫干旱對植株的株型、葉片大小、長勢都造成了顯著影響，長時間高溫干旱會增加植株感病概率，導致產(chǎn)量下降[5-6]。高溫干旱脅迫下，植物葉片的光合功能會降低，有機物質(zhì)運輸及分配紊亂，以致植株生長發(fā)育不良，造成葉片早衰，影響其產(chǎn)量和品質(zhì)[7-8]。湖南秋作馬鈴薯初霜時開始上市一直到春節(jié)，主要藏在地里，邊賣邊收，受雙節(jié)的影響，價格偏高，經(jīng)濟效益好，近年來農(nóng)民種植積極性增加，但適宜南方種植的早熟抗性品種單一，高溫干旱強，耐受性專一品種缺乏，因此篩選適宜湖南當?shù)貧夂蚯镒鞯鸟R鈴薯品種，改善秋作馬鈴薯品種結(jié)構(gòu)，豐富品種類型對發(fā)展湖南馬鈴薯產(chǎn)業(yè)具有重要意義。

鑒于此，筆者以華薯1號、華薯2號、華薯4號、華薯5號、華薯11號、華薯13號、10CH24為研究材料，以費烏瑞它為對照，對7份優(yōu)質(zhì)馬鈴薯品種農(nóng)藝性狀、塊莖營養(yǎng)品質(zhì)、耐機械損傷能力等方面進行比較分析，擬篩選出適宜湖南秋季高溫干旱天氣的馬鈴薯品種，為優(yōu)化品種類型、提高湖南秋作馬鈴薯種植效益提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

供試材料為華薯1號、華薯2號、華薯4號、華薯5號、華薯11號、華薯13號、10CH24和費烏瑞它（CK），由華中農(nóng)業(yè)大學宋波濤教授團隊提供。各品種塊莖特性見表1。

1.2 試驗方法

試驗設置 8個處理，即每個品種為1個處理，每個處理設置3小區(qū)進行重復。該試驗采用隨機區(qū)組設計，小區(qū)面積 67.5 m2（45.0 m×1.5 m），每個小區(qū) 2壟，行距 90 cm，株距 30 cm，試驗地周邊設 2 行以上保護行，統(tǒng)一進行大田常規(guī)管理。試驗于2019年9月7日播種，成熟后收獲塊莖，用周轉(zhuǎn)箱置于陰涼、通風的庫房貯藏。

1.3 調(diào)查內(nèi)容

根據(jù)《馬鈴薯品種試驗調(diào)查記載項目及標準》對各個品種的植株性狀、塊莖性狀和小區(qū)產(chǎn)量進行調(diào)查記載[9]。全生育期進行植株性狀與發(fā)病情況統(tǒng)計，2019 年 12 月 27 日用實收實測法進行測產(chǎn)驗收，收獲后7 d內(nèi)進行馬鈴薯生理指標測試，收獲的種薯進行機械損傷后放置在密閉條件下進行馬鈴薯耐儲藏性比較。

1.4 指標測定

1.4.1 營養(yǎng)品質(zhì)測定。

收獲后取各品種塊莖鮮樣清洗、晾干、去皮，切割為同樣大小的塊樣，測定蛋白質(zhì)、淀粉、還原糖、維生素 C等營養(yǎng)品質(zhì)指標。各項指標測定均重復測定 3 次。

1.4.2 病毒檢測。

選擇花葉、斑駁、卷葉或壞死等病毒或疑似病毒的樣品，無癥狀的田塊采取 5 點取樣法進行隨機取樣[10]。DAS-ELISA 法檢測試劑盒購于安德珍生物技術(shù)有限公司。

1.4.3 機械損傷及耐儲藏性測定。

供試材料利用湖南農(nóng)業(yè)大學自主研制的收獲機4B-160進行振動損傷處理，記錄表皮損傷指數(shù)并拍照。損傷處理過的馬鈴薯塊莖放置在20 ℃條件下貯藏。

1.4.4 塊莖動摩擦系數(shù)與塊莖碰撞恢復系數(shù)。

斜面法測量馬鈴薯塊莖的滾動摩擦角，用到的儀器有量角器、65 Mn鋼板。將一塊65 Mn鋼板放在水平桌面上，馬鈴薯塊莖靜置于鋼板中間，用手拿著鋼板的一端緩慢抬升，使鋼板和水平面夾角逐漸加大。直到馬鈴薯塊莖滾動時，停止抬升鋼板并記錄此時的滾動摩擦角，每個品種10次重復。塊莖碰撞恢復系數(shù)采用質(zhì)點對固定面碰撞測試方法[9]。

1.4.5 塊莖呼吸強度。

各品種的馬鈴薯塊莖經(jīng)振動處理后分成2組，分別在常溫和低溫條件下進行貯藏，以5 d為間隔定期測定馬鈴薯塊莖的呼吸強度。先打開CheckMate呼吸測定儀預熱儀器，將稱重后的馬鈴薯塊莖放在容積為1.5 L的氣體收集盒中靜置30 min，然后使用儀器直接讀出此時收集盒中二氧化碳的百分含量。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用Microsoft Excel 2010軟件進行數(shù)據(jù)處理、分析、制圖;采用 SPSS 19.0 統(tǒng)計軟件進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗地氣候條件比較

2019年7月16日開始至12月20日湖南全省平均降水量254.7 mm，較常年同期偏少44.4%;平均氣溫21.3 ℃，較常年同期偏高1.4 ℃;溫高雨少導致氣象干旱長期維持。其中8月15日—10月25日湖南發(fā)生氣象干旱的縣（市）數(shù)長期維持在50個以上。10月11日氣象干旱達到頂峰，湖南省所有縣（市）均出現(xiàn)氣象干旱，其中重旱面積達5.5萬km2，占湖南省面積的25.9%;特旱面積達8.7萬km2，占全省面積的41.1%。試驗地7、8月平均溫度為35 ℃左右，最高氣溫達到了39 ℃，種植土壤為半水成土壤的潮土。持續(xù)高溫干旱使湖南省8月底9月初播種的秋作馬鈴薯未出芽或剛出芽的種薯出現(xiàn)大面積爛薯現(xiàn)象，也恰好形成了耐高溫干旱馬鈴薯品種篩選的獨特氣候條件。試驗地環(huán)境條件見圖1。

2.2 不同馬鈴薯品種農(nóng)藝學性狀比較

參試品種對秋作高溫干旱天氣的適應性差異主要由種薯耐高溫干旱的差異性決定。由表2可知，參試品種平均出苗率74.72%，高于對照55.72%的出苗率，其中華薯1號、10CH24、華薯11號的出苗率在61.00%～72.00%，出苗率超過90.00%的品種有華薯13號、華薯5號和華薯2號，而華薯4號出苗率則不足40.00%，種薯爛薯嚴重。

參試馬鈴薯品種株高在31.32～62.62 cm，其中華薯5號、10CH24和華薯13號出現(xiàn)不同程度的高溫徒長現(xiàn)象。華薯5號平均單株產(chǎn)量超過0.42 kg，10CH24、華薯1號和華薯4號平均單株產(chǎn)量超過0.33 kg。華薯5號（出苗率92.98%）產(chǎn)量達到32 786.85 kg/hm2，比對照費烏瑞它增產(chǎn)66.44%。華薯13號、華薯2號、10CH24、華薯1號的高溫干旱適應性較強。

2.3 不同馬鈴薯品種感病情況比較

該試驗全生育期抽樣調(diào)查病毒病、早疫病、晚疫病發(fā)生情況見表3。受持續(xù)高溫干旱天氣影響，2019年湖南秋作馬鈴薯病毒病發(fā)生嚴重，所有馬鈴薯品種病毒病抽樣檢測都呈陽性，其中費烏瑞它和華薯5號抽檢到單株P(guān)VS、 PVA、 PVM、 PVX、 PVY 5種病毒陽性植株，華薯4號抽檢到單株P(guān)VS、 PVA、 PVX 、PVY 4種病毒陽性植株，華薯13號和10CH24抽檢到單株3種病毒陽性株。生育后期華薯13號早疫病和晚疫病發(fā)生嚴重，對照情況類似。華薯2號、華薯4號、華薯5號、華薯11號和10CH24沒有發(fā)現(xiàn)早疫病，華薯1號和以上參試品種晚疫病少發(fā)。其中，華薯11號綜合抗病性最強。

2.4 不同馬鈴薯品種塊莖品質(zhì)比較

由表4可知，10CH24的淀粉含量最高，為19.94%，較對照品種費烏瑞它高出18.43%，為高淀粉品種。其余品種均在13.54～17.80%。10CH24、華薯5號和華薯11號的干物質(zhì)含量超過了20.00%。華薯4號其蛋白質(zhì)含量最高達3.66%，屬于高蛋白品種。華薯4號和10CH24的維生素C含量分別達到了181.7、182.1 mg/kg。華薯13號、華薯11號、華薯5號、華薯4號和華薯2號的還原糖含量在0.14%～0.28%。各個品種間塊莖密度沒有顯著性差異，在1.02～1.06 g/m2。

49卷12期??? 田宇豪等? 湖南秋作馬鈴薯新品種比較試驗

2.5 不同品種馬鈴薯塊莖形態(tài)特征參數(shù)比較

馬鈴薯塊莖形態(tài)與收獲機械條桿間距關(guān)系研究是宜機品種篩選與機械設計關(guān)注的重點之一，為研究參試馬鈴薯品種形態(tài)特征和現(xiàn)有機械間的適配性，該研究分析了8個品種馬鈴薯塊莖三軸尺寸參數(shù)。由表5可知，供試馬鈴薯塊莖的大小較為接近，品種間馬鈴薯塊莖長、寬、高均值的變異系數(shù)為8.05%、7.01%、8.39%。其中，不同馬鈴薯品種塊莖高的差異性最大，標準差為6.59，離散度28.93%;寬的差異性最小，標準差3.58，離散度23.52%。

馬鈴薯品種的薯形指數(shù)是量化衡量塊莖形狀及其整齊度的重要指標。薯形指數(shù)最大的品種是費烏瑞它，其薯形接近長橢圓形;薯形指數(shù)較小的品種如華薯4號，薯形接近圓球形。10CH24、華薯4號和華薯1號等品種薯塊形狀較為整齊一致，薯形指數(shù)變異系數(shù)分別為3.57%、4.86%、5.14%。華薯2號薯形指數(shù)的離散度為37.31%，變異系數(shù)為10.56%，與其他品種相比薯形較不整齊。華薯5號、華薯11號和費烏瑞它等品種的薯形指數(shù)介于中間，薯形整齊度一般。

2.6 不同品種馬鈴薯塊莖機械收獲性能比較

由表6可知，華薯2號、華薯11號和費烏瑞它等8個馬鈴薯品種塊莖滾動摩擦角的平均值范圍在11.1°～16.0°，組內(nèi)滾動摩擦角極差最大數(shù)值達到22°，摩擦系數(shù)在0.20～0.29。以65 Mn鋼板為碰撞材料，8個品種馬鈴薯塊莖在控制下落高度的條件下碰撞恢復系數(shù)取值范圍分布在0.450 2～0.734 9。經(jīng)過機械損傷后塊莖滲透率在20.51%～28.12%，其中華薯2號與華薯11號受損嚴重，在25%以上，其余品種損傷較輕。

馬鈴薯塊莖振動試驗處理后，根據(jù)表皮脫落面積和擦傷薯肉組織褐化情況綜合評價損傷程度，表皮損傷情況如圖2。由圖2可知，10CH24、華薯5號的塊莖表皮損傷程度為輕微損傷。其中10CH24的表現(xiàn)最佳，塊莖僅有少量薯的表皮出現(xiàn)輕微擦傷，無表皮脫落情況。表皮損傷最嚴重的是華薯11號和華薯13號。其中華薯13號產(chǎn)生機械摩擦后存在表皮易脫落的現(xiàn)象，表皮脫落部位褐化嚴重。

2.7 不同馬鈴薯塊莖機械損傷后呼吸強度比較

馬鈴薯塊莖機械損傷后會降低其貯藏性能，加速變質(zhì)損壞，損傷嚴重時失去商品性。該試驗比較分析了供試馬鈴薯材料機械損傷后置于20 ℃條件下塊莖15 d內(nèi)的呼吸強度。由圖3可知，機械損傷后除10CH24外，其余品種的呼吸速率都超過了8 000 mol/（kg·s），其中華薯11號、華薯13號、華薯4號和華薯1號呼吸速率20 d內(nèi)呈增加趨勢，華薯2號小幅下調(diào)，華薯5號先升后降，費烏瑞它顯著下調(diào)，10CH24在20 d內(nèi)呼吸速率維持平穩(wěn)。

3 討論

湖南省秋季種植馬鈴薯面臨前期高溫干旱、后期溫度下降的特殊生態(tài)氣候，適宜馬鈴薯生長的周期較短，應選用高溫干旱耐受性強的早熟品種，同時高溫干旱病毒病高發(fā)，后期雨水增加，早晚疫病防治是重點。由于湖南馬鈴薯秋作播種期全國范圍內(nèi)沒有脫毒種薯貨源，秋作高溫干旱要求采用小薯整薯播種，生產(chǎn)中農(nóng)民多自留種，或購買小的商品薯做種，種薯代數(shù)高、質(zhì)量差。因此為保證種薯生產(chǎn)核心材料的質(zhì)量，適量發(fā)展湖南秋作脫毒種薯繁育對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展具有重要意義。馬鈴薯作為塊莖作物，高溫下的水分管理應嚴格要求，這也是生產(chǎn)中控制技術(shù)缺乏的部分，生產(chǎn)中依賴自然降水或采取大水漫灌，反而加速了田間爛薯。采取科學灌溉跑馬水或是滴灌是增加湖南秋作馬鈴薯產(chǎn)量、提高效益的有效保證。該試驗部分品種爛薯率高、出苗率低是供試品種產(chǎn)量差異較大的主要原因。研究發(fā)現(xiàn)，參試品種對高溫干旱天氣的適應性差異主要由種薯耐高溫干旱的差異性決定。處于發(fā)芽期的不同品種間種薯的耐高溫干旱與短時高濕脅迫的差異性在今后品種適應性篩選中值得重點關(guān)注。

目前，國內(nèi)篩選適宜機械化收獲的馬鈴薯品種相關(guān)研究報道較少，主要是從耐機械損傷的單一角度進行品種篩選。在國內(nèi)，張建華[11]率先對馬鈴薯損傷進行了系統(tǒng)研究，將損傷性狀分解后分別進行模擬和檢測，建立馬鈴薯塊莖損傷評價方法并探討對損傷性狀的分級標準。收獲機械的設計需要對馬鈴薯塊莖的形態(tài)特征參數(shù)進行大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計，從而得到更準確的數(shù)據(jù)用以建立分析模型。馬鈴薯的形狀大小與收獲機分離裝置的桿條間距參數(shù)設計有關(guān)，間距設置過大，則部分達到商品薯重量的馬鈴薯塊莖從分離篩間隙漏出;間距設置過小會影響薯土分離的效果。模擬馬鈴薯機械收獲的試驗過程中發(fā)現(xiàn)，少量形狀過于扁長的馬鈴薯塊莖在薯土分離過程中時有被鏈桿卡斷的情況，而接近圓球形的塊莖過篩速度更快，卡斷機會小。馬鈴薯的形態(tài)特征參數(shù)不僅影響收獲機械的參數(shù)設計，與耐機械損傷的程度也有關(guān)。較大的馬鈴薯塊莖往往與機械或其他薯的碰撞概率增大，下落時沖擊力造成的損傷更大。10CH24、華薯4號和華薯1號等品種薯塊形狀較整齊一致。華薯5號、華薯11號和費烏瑞它等品種的薯形指數(shù)介于中間，薯形較整齊。

該試驗不同品種馬鈴薯組間的塊莖滾動摩擦角取值無顯著性差異，這是由于馬鈴薯塊莖形狀不規(guī)則，同一品種的馬鈴薯塊莖在發(fā)生滾動時與接觸材料的接觸位置具有隨機性。同時，該試驗參試品種馬鈴薯塊莖與收獲機薯土分離裝置鋼制部件發(fā)生碰撞時，碰撞恢復系數(shù)因素對不同品種塊莖損傷程度的影響大致相同。根據(jù)表皮脫落面積和擦傷薯肉組織褐化情況綜合評價損傷程度，10CH24、華薯5號的塊莖表皮損傷程度為輕微損傷。其中10CH24表皮只出現(xiàn)輕微擦傷，無表皮脫落情況。華薯11號和華薯13號表皮損傷最嚴重，其中華薯13號表皮脫落部位褐化嚴重。參試馬鈴薯品種塊莖密度差異較小，可能是由于2019年秋季高溫干旱持續(xù)時間長，出現(xiàn)暖冬現(xiàn)象，秋薯收獲延遲到12月，而12月雨水較豐富，塊莖含水率較高引起。

4 結(jié)論

華薯2號、華薯5號和華薯13號種薯高溫干旱耐受性極強（出苗率90%～98%），其中華薯5號和華薯2號早晚疫病抗性強，產(chǎn)量穩(wěn)定，華薯5號產(chǎn)量達到了32 786.85 kg/hm2;10CH24和華薯1號脅迫下出苗率在60%～72%，種薯高溫干旱耐受性較強，植株早晚疫病抗性強、產(chǎn)量穩(wěn)定。

綜合評價機械耐受性強的品種有10CH24、費烏瑞它和華薯5號。其中，10CH24在影響機械損傷的多項指標上均表現(xiàn)良好，薯形整齊，機械損傷后表皮完整且塊莖滲透率較低，儲藏期間呼吸強度變化小，貯藏品質(zhì)佳。

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